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圧力トランスミッタの動作原理

Mar 02, 2026 伝言を残す

圧力の感知を担う圧力トランスミッタ内の電気部品は、通常、抵抗ひずみゲージです。抵抗ひずみゲージは、測定対象物に加えられる圧力を電気信号に変換する高感度のデバイスです。最も広く利用されている 2 つのタイプの抵抗ひずみゲージは、金属抵抗ひずみゲージと半導体ひずみゲージです。金属抵抗ひずみゲージは、さらにワイヤ-タイプのひずみゲージと金属箔-タイプのひずみゲージに分類されます。通常、ひずみゲージは、機械的ひずみを受ける基板に{6}}特殊な接着剤を使用して-しっかりと接着されます。基板が力を受けて応力が変化すると、抵抗ひずみゲージも連動して変形します。この変形によりゲージの電気抵抗値が変化し、それに応じて抵抗器にかかる電圧も変化します。

 

圧力トランスミッターは、産業現場で最も一般的に使用されるタイプのセンサーの 1 つです。これは、水利保全、水力発電、鉄道輸送、スマート ビルディング、製造オートメーション、航空宇宙、防衛、石油化学、油井、電力、海洋工学、工作機械、パイプライン システムなどの多数の分野にわたる、多様な産業オートメーション環境に広く導入されています。


圧力トランスミッタは、電気式と空気式の 2 つの大きなカテゴリに分類されます。電気圧力トランスミッタは、標準化された出力信号を直流 (DC) 電気信号の形式で提供します。-通常は 0 ~ 10 mA、4 ~ 20 mA、または 1 ~ 5 V です。空気圧トランスミッタは、通常 20 ~ 100 Pa の範囲のガス圧力の形式で標準化された出力信号を提供します。


圧力トランスミッタは、基本的な変換原理に基づいて、力(またはトルク)バランス、容量性、誘導性、ひずみ{0}}ゲージ-ベース、周波数-ベースのトランスミッタなど、さまざまなタイプに分類できます。以下のセクションでは、数種類の圧力 (および差圧) トランスミッターに関連する原理、構造設計、操作手順、メンテナンス要件、および校正方法の概要を説明します。


圧力トランスミッタの主な機能は、圧力信号を電子機器に送信し、それによってコンピュータ インターフェイスに圧力値を表示できるようにすることです。その動作原理は次のように大まかに説明できます。水圧などの機械的圧力信号-を電気信号 (例: 4 ~ 20 mA) に変換します。-。圧力と出力電圧または電流の大きさの間には線形関係が存在します。通常、この関係は正比例します。その結果、圧力が上昇すると、送信機によって出力される電圧または電流が増加し、それによって圧力と対応する電圧または電流との間に関数関係が確立されます。圧力トランスミッターでは、測定対象の媒体からの 2 つの圧力入力が別々の高圧チャンバーと低圧チャンバー-に送られ、低圧チャンバーでは通常、大気圧または真空が使用されます。-これらの圧力は、検出素子の両側にある隔離ダイヤフラムに作用します。次に、圧力はこれらの隔離ダイアフラムと内部充填流体を介して、それらの間に配置された測定ダイアフラムに伝達されます。


圧力トランスミッタは、中央の測定ダイアフラムが両側の絶縁プレート上に配置された電極とともに 2 つの異なるコンデンサを形成するように構成されています。両側の圧力が等しくない場合、測定ダイヤフラムは変位を受けます。この変位の大きさは圧力差に正比例します。その結果、両側の静電容量値は等しくなくなり、この差はその後、発振段階と復調段階を通じて処理されます。

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